1000kV/500kV同塔混壓4回輸電線路的防雷性能

羅聰 王星

【摘要】 本文通過建立1000KV/500KV同塔混壓4回輸電線路的仿真模型，總結了這種線路的特點，并針對這些特點和常規的輸電線路進行了比較，結合具體的反擊跳閘情況對混壓輸電這種線路的性能特點做出一些介紹，最后對應現有的實際情況提出了相應的對策和改善措施，其結論可以為我國該種輸電線路的設計應用提供一定的參考依據。

【關鍵詞】 1000KV/500KV 混壓 防雷性能 分析在輸電系統中，對于線路走廊相對緊張的地區來講，在設立特高壓電網時需要考慮建立同塔混壓的多回輸電線路。通過統計學的方法，在電磁暫態程序中建立1000KV/500KV的同塔混壓4回輸電線路，可實現防雷的模型仿真。

一、概述

1、現狀。我國現如今正處于城鎮化發展速度加快和工業化進度深入的重要時期，對于能源的需求量呈現出剛性增長的特征。以電力能源為例，當前普遍應用的電網以500KV的交流電和±500KV的直流電為主，從長遠角度出發，這種電力系統在未來很難適應電力資源的需求。同時，我國在能源上還存在著能源消費水平和分布區域不平衡的問題，對能源系統進行改善就變得勢在必行，對此我國主要的電網公司已經開始注重推行特高壓電網的建設。通過特高壓電網，可以實現電力能源的大量輸送，解決我國現有東部發達地區電力資源緊張的問題。2、研究情況。現如今的研究重點主要是針對于同塔同電壓的輸線線路中，而并非同塔混壓的數顯線路，這主要是因為特高壓線路在國內外應用的并不十分廣泛，但可以從中獲取一部分借鑒意義。在已有的低壓輸電線路研究中發現，在雷電擊中塔頂或是避雷線時，低電壓的等級線路非常容易產生反擊跳閘的情況，還有著雙回、多回跳閘的多種可能性，這些都為電力系統的安全性和穩定性造成了非常嚴重的威脅。對比低壓的線路，特高壓混壓線路存在著一定的差絕緣的保護，出現反擊跳閘的概率就大大降低。

二、輸電線路模型的建立

電磁暫態程序的Tline元件能夠反應出線路本身的頻率相應，對于諧波嚴重的線路和咱過程中的線路具有更好的仿真效果，采用Frequency 獨立模型能夠很好地刻畫出線路在遭受雷擊時的作用效果，見圖1。當雷電擊中塔頂或者是避雷線時，雷電流波會在被擊中的桿塔的附近發生折反射，在被擊中的桿塔兩端各接兩檔線路，在線路的末端采用沖擊阻抗。同時，模擬導線經過阻抗后被接入電源，避雷線經過該阻抗進行接地。

圖1 防雷線路的仿真模型

三、同塔混壓輸電線路和常規線路的防雷性能比較

1、跳閘率的計算。對于1000KV/500KV的混壓輸電線路來說，桿塔在遭受雷擊時，隨著電流的增大會存在4種線路雷擊跳閘的現象：①1回500千伏的線路跳閘；②2回500千伏的線路跳閘；③2回500千伏、1回1000千伏的線路跳閘；④4回線路跳閘。

當接地電阻值達到7Ω時，對其進行仿真并計算了4種情況下的跳閘率，見表1。

表1 接地電阻達到7Ω時混壓輸電線路的跳閘情況

2、性能比較。通過對超高電壓的混壓輸電線路進行仿真可以發現線路的單向防雷水平為258千安培，雙向防雷水平為294千安培.從表1中的數據對比來看，相比于傳統的1000千伏常規雙回型輸電線路，1000KV/500KV中的1000千伏特高壓輸電線路的防雷性能更好：雖然在桿塔高度上要高于常規的輸電線路，但由于混壓的模式，在1000千伏下方設置有500千伏的線路，這就使得當塔桿在遭受雷擊時，下方的500千伏線路會先進行閃絡跳閘，將雷電中的巨大能力釋放出來，對上方的特高壓線路起到了很好的不平衡絕緣保護作用，所以從總體上來看，這種混壓輸電線路擁有更加優越的防雷性能。

3、性能特點。第一，500千伏的線路在單回跳閘時很容易轉變成雙回的跳閘，反擊的跳閘一般發生在線路上層的外側導線上；第二，特高壓的同塔混壓輸電線路需要對500千伏的線路相序排列對防雷性能造成的影響進行考慮；第三，特高壓的同塔混壓輸電線路防雷性能的優越性主要體現在500千伏的上層外側橫擔導線上；第四，1000千伏的線路很容易受到下層500千伏線路差絕緣的保護，防雷性能明顯好于普通的常規1000千伏雙回型的輸電線路，很少會發生反擊跳閘的情況。

四、改善措施

第一，提高500千伏輸電線路上層的橫擔外側導線絕緣水平，這樣可以提高500千伏輸電線路的防雷性能；第二，提高500千伏書店線路上層的橫擔一側導線絕緣水平，這樣可以提升500千伏輸電線路雙回反擊的防雷性能；第三，加寬混壓輸電線路中500千伏頂層的橫擔導線寬度，這樣可以降低1000千伏輸電線路的反擊跳閘率，提升了線路整體的防雷性能。

五、結語

綜上所述，1000KV/500KV這種混壓式的輸電線路在防雷性能上相比于單壓式的輸電線路更加優越，保障了輸電系統的順利工作的同時，也保證了輸電過程的安全性，具有非常重要和深遠的意義。同時，相比于一般的輸電系統，其技術要求也就更高，需要更為先進的技術支持，這便需要研究人員在未來進行更為深入化的研究分析。